Browsing by Department "Dept Signal Process and Acoust"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 16 of 16
  • Akustiikka Wikipediassa
    (2019-10-28) Välimäki, Vesa; Maijala, Panu; Puomio, Otto
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Wikipedia on nykyään varmin tapa levittää tietoa akustiikasta suomalaisille, koska sivustolla on enemmän lukijoita kuin millään muulla medialla. Suomenkielisessä Wikipediassa on kuitenkin akustiikan alan artikkeleita varsin vähän, tätä kirjoitettaessa vain 45 kappaletta, kun englanniksi vastaavia artikkeleita on moninkertainen määrä. Akustisen Seuran hallitus perusti vuoden 2019 alussa viestintätoimikunnan, jonka tehtävänä on ollut muun muassa suomenkielisten akustiikan Wikipedia-sivujen kehittäminen. Työryhmän tarkoituksena on ollut edistää oikean tiedon ja akustiikan käsitteiden leviämistä suomeksi, sekä mainostaa alaamme. Olemme pyrkineet korjaamaan akustiikan sivuilla esiintyviä virheitä ja lisäämään viitteitä, mutta myös välttämään aiemman materiaalin poistamista. Tämän lisäksi olemme pohtineet, mitkä puuttuvat sivut olisi tärkeintä laatia seuraavaksi. Vaikka Wikipediaa ei yleisesti pidetä täysin luotettavana tietolähteenä, tutkimusten mukaan useimmat internetistä tietoa hakevat käyvät katsomassa, mitä siellä on kirjoitettu heidän etsimästään asiasta. Täten, jos tietoa akustiikasta on saatavilla runsaasti Wikipediassa, voimme olettaa myös koululaisten, nuorten ja kaikkien asiasta kiinnostuneiden löytävän sen. Tässä artikkelissa kerromme Wikipedian roolista tiedonlähteenä, sivujen laatimismahdollisuuksista ja suunnitelmistamme akustiikan alan Wikipedia-sivujen kehittämiseksi.
  • Akustiikkamateriaalien kulmariippuvainen äänenabsorptio
    (2021-11-24) Cucharero Moya, Jose; Hänninen, Tuomas; Lokki, Tapio
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Esittelemme tässä artikkelissa vaihtoehtoisen tavan mitata äänen absorptio-ominaisuuksia 2D-goniometrillä. Laitteistolla voidaan mitata materiaalin äänen absorptiokerroin äänen eri tulo- ja heijastuskulmilla. Menetelmä perustuu ensimmäisten heijastusten erotteluun muista häiritsevistä heijastuksista aikaikkunoinnilla. Menetelmän etuna on helppo näytteen valmistus, suhteellisen pieni näytekoko ja mahdollisuus mitata helposti perforoituja näytteitä. Menetelmällä saadut tulokset korreloivat hyvin jälkikaiuntahuone- ja impedanssiputkimittauksista saatuihin tuloksiin ja auttavat ymmärtämään materiaalien äänen absorptiota entistä laajemmin.
  • Auton pakoputkiston akustinen mallintaminen
    (2019-10-28) Liski, Juho; Välimäki, Vesa
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Tässä artikkelissa kuvaillaan auton pakoputkiston suunnitteluohjelma, jolla pakoputkiston ulostuloääntä voidaan simuloida ennen rakentamista. Ohjelman toiminta perustuu aaltojohtomalliin, jossa suoraa putkea mallinnetaan viiveillä ja eri osien vaikutusta suodattimilla. Jokaiselle mallinnetulle osalle on määritelty heijastus- ja läpäisykertoimet molempiin suuntiin sekä osan aiheuttama ekvalisointivaikutus mittauksiin perustuen. Mittaukset perustuivat tasoaalto-oletukseen, ja niitä on tehty sekä laboratoriotiloissa että todellisessa ympäristössä, jolloin esimerkiksi herätesignaaliksi on saatu realistista moottorin ääntä. Joidenkin osien ominaisuudet on parametrisoitu, jolloin niitä vastaavat suodattimet riippuvat käyttäjän asettamasta parametrin arvosta. Parametrisointi perustuu joko prototyyppisuodattimeen, jonka ominaisuuksia muokataan vastaamaan asetettua arvoa, tai täysin alusta alkaen suunniteltaviin suodattimiin. Ohjelma on toteutettu Matlabilla ja sitä käytetään graafisen käyttöliittymän avulla. Ohjelman toiminta on varmistettu sekä yksittäisten osien ominaisuuksia kuvaavien suodattimien kohdalla vertaamalla niitä mittaustuloksiin että ohjelman laskennan kohdalla vertaamalla simuloitua putkistoa laboratoriossa mitattuun putkistoon.
  • Benchmarking of finite-difference time-domain method and fast multipole boundary element method for room acoustics
    (2022-03-30) Li, Yue; Meyer, Julie; Lokki, Tapio; Cuenca, Jacques; Atak, Onur; Desmet, Wim
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Compared to geometrical acoustics, wave-based methods which solve the wave equation either in the time domain or in the frequency domain are known for their high accuracy. However, their systematic use as professional room acoustic simulation tools is less popular due to the modelling effort and computational time requirements, especially in the case of complex scenarios. This paper aims at providing guidelines for the use of two wave-based methods in complex room acoustics simulations, namely the finite-difference time-domain (FDTD) method and the fast multipole boundary element method (FMBEM). Numerical experiments are conducted to address the convergence issues of the two solvers, more specifically, the selection of the convergence tolerance of the iterative solver in FMBEM and the temporal sampling frequency in FDTD. To evaluate the capability of the solvers in simulating complex scenarios, five cases with increasing complexity of material input data are presented. The results show that both solvers give close predictions for various room acoustics parameters. In addition, an uncertainty sensitivity study is performed in a case where experimental data is available. Large deviations between measured and simulated reverberation time reveal that typical material data-sets poorly represent the behaviour of real materials in a room acoustics context. Lastly, the efficiency of the two solvers is discussed. With parallelization implemented, both solvers can simulate sizeable room acoustic problems with good accuracy within a reasonable time.
  • Časovni razvoj odnosa med makamom in usulom v turškem makamu
    (2022-12-27) Wimmer, Benedikt; Gómez Mellado, Esteban
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Turkish makam music is transmitted orally and learned through repetition. Most previous computational analysis works focus either on makam (its melodic structure) or usul (its rhythmic pattern) separately. The work presented in this paper performs a combined analysis to explore the descriptive potential of the relationship between these in over 600 makam pieces.
  • Elokuvateatteri muokkaa elokuvan äänimaisemaa
    (2021-11-24) Riionheimo, Janne; Lokki, Tapio
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Elokuvien ääniraita viimeistellään miksaamossa, josta se siirtyy elokuvan mukana teatteriin. Elokuvateatterin akustiikka ja äänentoistojärjestelmä voivat kuitenkin vääristää elokuvan äänimaiseman. Tässä artikkelissa kerromme tutkimuksestamme, jossa kolmekymmentä elokuva-alan ammattilaista arvioi kuuntelukokeissa, kuinka akustiikka ja äänentoistojärjestelmä muokkaavat elokuvista poimittuja ääninäytteitä. Eroja tutkittiin tallentamalla eri huoneiden akustiikka tilaimpulssivasteilla, joiden avulla huoneiden äänikentät rekonstruoitiin jälkikäteen Aalto-yliopiston akustiikan laboratorion kaiuttomaan kuunteluhuoneeseen. Siellä eri huoneiden sointia pystyi vertailemaan helposti ja erittäin tarkasti keskenään. Tulokset osoittivat muun muassa, että salit on selvästi helpompi erottaa toisistaan puheen kuin musiikin perusteella. Puheäänessä suurimmat erot salien välillä olivat kaiunnassa, musiikissa taas äänen värissä ja kirkkaudessa. Siirryttäessä miksaamosta elokuvateatteriin, elokuvan dialogi voi muuttua epäselvemmäksi ja musiikki tunkkaiseksi. Eroja oli myös äänen selkeydessä, äänikuvan leveydessä sekä havaitussa etäisyydessä. Ääniammattilaiset suosivat selkeän kuuloisia saleja, jotka eivät kuitenkaan olleet täysin kaiuttomia tai turhan kirkkaita. Jonkinlainen tilantunne ja ympäröivyys saattaa helpottaa miksaamista. Näyttäisi siltä, että varsinkin isojen elokuvateatterien pitäisi olla suosituksia kuivempia. Myös taajuusvasteiden kalibrointitavat kaipaisivat päivitystä.
  • EQ
    (2019-10-28) Välimäki, Vesa; Liski, Juho; Rämö, Jussi
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Ekvalisointia käytetään akustiikassa ja audiotekniikassa laajasti esimerkiksi äänentoistojärjestelmän taajuusvasteen korjaamiseen. Ekvalisaattorien (EQ) suunnittelu on kehittynyt paljon viime vuosina. Tässä artikkelissa keskitymme graafisiin ekvalisaattoreihin, joiden suunnittelu on haastavaa. Esittelemme kaksi periaatetta ekvalisaattorin toteuttamiseen, peräkkäis- ja rinnaisrakenteen. Kehittämämme uusimmat graafiset ekvalisaattorit täyttävät kriittisen hifi-vaatimuksen, jonka mukaan taajuusvasteen tulee vastata asetuksia yhden desibelin tarkkuudella. Graafisen ekvalisaattorin peräkkäisrakenteessa se onnistuu valitsemalla tarkoituksenmukainen parametrinen suodin jokaiselle kaistalle, säätämällä niiden kaistanleveys siten, että vahvistuksen vaikutus viereisille kaistoille tunnetaan, ja ratkaisemalla kaistasuotimien vahvistukset pienimmän neliösumman menetelmällä. Tarkka ja tehokas rinnakkainen graafinen ekvalisaattori saadaan muuntamalla peräkkäisrakenne viivästettyyn rinnakkaismuotoon, joka on uutuus tällä alalla. Koska näillä menetelmillä suunniteltujen oktaavi- ja terssiekvalisaattorien parametrien päivitys vaatii paljon laskentaa, olemme korvanneet vahvistusten optimoinnin keinotekoisen hermoverkon avulla. Kehittämiemme menetelmien ansiosta graafisen oktaavi- ja terssiekvalisaattorin suunnitteluongelma on nyt käytännössä ratkaistu.
  • Huoneen akustiikan tunnistaminen eri signaaleilla
    (2021-11-24) Lokki, Tapio; Kuusinen, Antti
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
  • Katsaus vuorovaikutukseen ääntöväylän ja äänilähteen välillä
    (2020-06-05) Laukkanen, Anne-Maria; Laine, Unto
     A2 Katsausartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Puheen ja äänen tuottoa tarkastellaan usein yhä edelleen perinteisen nelijakomallin mukaan, jossa hengityselimistö, äänihuulet, ääntöväylä ja huuliaukko toimivat itsenäisinä yksiköinä. Todellisuudessa kuitenkin ääntöväylän muodostama resonaattori on vuorovaikutuksessa molempien päätepisteidensä, äänihuulten ja huuliaukon, kanssa. Tässä katsauksessa kuvataan keskeiset vuorovaikutuksen muodot ja annetaan esimerkkejä niiden toteutumisesta. Interaktion voidaan todeta toteutuvan niin ääniharjoitteissa, taiteellisessa äänenkäytössä kuin äänihäiriöissäkin. Käytännön esimerkit opastavat myös tunnistamaan, miltä interaktion toteutuminen tuntuu kehossa.
  • Kohinat, hälinät ja kaiunnat – hälypuhetestien vanhat ja uudet peittoäänet
    (2021-11-24) Kuusinen, Antti; Lokki, Tapio
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
  • Mitä kone kuulee?: Puheen ja äänten tunnistus vanhoista kotimaisista elokuvista
    (2022-12-21) Virkkunen, Anja; Moisio, Anssi; Grósz, Tamás; Kurimo, Mikko
     A2 Katsausartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
  • Morphologically motivated word classes for very large vocabulary speech recognition of Finnish and Estonian
    (2021-03) Varjokallio, Matti; Virpioja, Sami; Kurimo, Mikko
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We study class-based n-gram and neural network language models for very large vocabulary speech recognition of two morphologically rich languages: Finnish and Estonian. Due to morphological processes such as derivation, inflection and compounding, the models need to be trained with vocabulary sizes of several millions of word types. Class-based language modelling is in this case a powerful approach to alleviate the data sparsity and reduce the computational load. For a very large vocabulary, bigram statistics may not be an optimal way to derive the classes. We thus study utilizing the output of a morphological analyzer to achieve efficient word classes. We show that efficient classes can be learned by refining the morphological classes to smaller equivalence classes using merging, splitting and exchange procedures with suitable constraints. This type of classification can improve the results, particularly when language model training data is not very large. We also extend the previous analyses by rescoring the hypotheses obtained from a very large vocabulary recognizer using class-based neural network language models. We show that despite the fixed vocabulary, carefully constructed classes for word-based language models can in some cases result in lower error rates than subword-based unlimited vocabulary language models.
  • Realistisen vaihtelun tuottaminen iskuäänille
    (2021-11-22) Fagerström, Jon; Välimäki, Vesa
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Tässä artikkelissa esitellään algoritmi, joka tuottaa hienovaraisia muutoksia iskuääniin. Tavoitteena on parantaa sämpläyksen laatua, missä yksittäisen äänitteen peräkkäinen toisto kuulostaa epäaidolta ja toistuvalta. Äänten spektrien eroja tutkittiin kahdessa äänitteessä, joista ensimmäisessä lyötiin toistuvasti virvelirumpua ja toisessa koputettiin ovea. Spektrianalyysia hyödynnettiin algoritmin kalibroimisessa eri äänilähteille. Kehittämämme algoritmi hyödyntää lyhyttä ja harvaa samettikohinasuodinta ja bassohyllykorjainta satunnaisilla parametreilla, ja tuottaa loputtoman määrän uusia realistisia muunnelmia yhdestä äänitteestä. Muokattujen äänten realistisuutta tutkittiin kuuntelukokeen avulla, jossa verrattiin ehdottamaamme menetelmää aiempaan. Tulokset osoittavat esitetyn algoritmin tuottavan vähintään yhtä realistisen lopputuloksen kuin aiempi menetelmä. Ehdottamamme menetelmä on kuitenkin tehokkaampi, koska se käyttää 77% vähemmän laskuoperaatioita. Uusi menetelmä soveltuu videopelien äänitehosteiden ja tietokonemusiikin elävöittämiseen.
  • Samettikohinan evoluutio
    (2021-11-22) Välimäki, Vesa; Fagerström, Jon
     A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
    Tämä artikkeli keskittyy samettikohinan uusiin laajennuksiin ja sovelluksiin, joita on julkaistu kansainvälisissä tiedelehdissä ja -konferensseissa. Huoneen impulssivaste voidaan mallintaa samettikohinan avulla kahdella menetelmällä, joista ensimmäisessä impulssivaste jaetaan lyhyiksi eripituisiksi pätkiksi, joita approksimoidaan suodatetuilla samettikohinasekvensseillä. Toinen tapa on uudenlainen rekursiivinen kaikualgoritmi, jossa useita samettikohinasekvenssejä limitetään keskenään. Samettikohinan avulla lyhyttä äänitettä voidaan myös pidentää loputtomasti. Lyhyt samettikohinasekvenssi sopii äänisignaalien dekorrelointiin, jota tarvitaan pseudostereosignaalin tai ympäröivän äänikentän luomiseen monosignaalista. Dekorrelaattorin taajuusvaste voidaan valkaista optimoimalla impulssien paikat ja korkeudet, jottei se aiheuta värittymää. Kurt James Werner on esitellyt loimusamettikohinan (engl. crushed velvet noise), joka kuulostaa ylipäästösuodatetulta. Hideki Kawahara on määritellyt taajuusalueen samettikohinan, joka soveltuu puhesynteesiin ja akustisiin mittauksiin.
  • Sound Source Localization Using Sector-Based Analysis With Multiple Receivers
    (2021) McCrea, Michael; McCormack, Leo; Pulkki, Ville
     Conference article in proceedings
    The success of parametric approaches to spatial sound reproduction and sound field navigation depend on the accuracy of the initial analysis and decomposition of the sound field. In this work, the sector-based high-order extension to intensimetric sound field analysis is evaluated in the context of 3D source localization. The evaluation is performed with simulations of ideal spherical harmonic receiver signals using two intensimetric estimators: source direction of arrival and sound field diffuseness. The technique is first assessed for a single receiver with regard to influential factors of analysis order, source incidence angle, and the presence of diffuse noise. The technique is then applied to 3D source localization, utilizing concurrent analyses from multiple receivers. Results for different analysis orders are compared and mitigating factors for robust localization over a broad spatial region are discussed. Optimization strategies targeting specific conditions are proposed, tested, and found to improve localization accuracy.
  • Vauvan älyvaatteet: hypeä ja lupausta paremmasta terveydenhoidosta
    (2021-03-25) Vanhatalo, Sampsa; Airaksinen, Manu; Ilen, Elina; Häyrinen, Taru; Ranta, Jukka; Räsänen, Okko; Haataja, Leena
     A2 Katsausartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Puettavan teknologian ratkaisut ovat levinneet nopeasti kuluttajamarkkinoilla seuraten lähes jokaisen aikuisen elämää älypuhelimissa tai rannelaitteissa kulkevilla antureilla. Pilvipalveluissa olevat tekoälypohjaiset algoritmit antavat yhä useammin arkielämän kannalta merkityksellisiä tuloksia. Nämä älykkään tuntuiset vaatteet ja muut puettavat laitteet ovat toistaiseksi lähinnä hyvinvointiteknologian tarpeisiin tehtyjä kuluttajatuotteita. Viime vuosina on lisääntynyt nopeasti niiden jatkokehitys myös lääketieteelliseen käyttöön. Pullonkaulaksi muodostuu se, että lääketieteellisen laitteen vaatimukset eroavat huomattavasti kuluttajatuotteista. Uudet avoimeen rajapintaan kehitetyt sensori- ja ohjelmistoratkaisut ovat mahdollistaneet älyvaatekehityksen myös akateemisena tutkimus- ja kehitystyönä. Lähivuosina nähdään todennäköisesti useita kliiniseen käyttöön lapsille suunnattuja lääketieteellisiä älyvaatteita. Pitkäaikainenkin diagnosointi ja hoidon seuranta on niiden avulla mahdollista lapsen luonnollisessa elinympäristössä.